Question

一台直流电动机的额定电压为U=110V，电枢的电阻R=0.5Ω，当它正常工作时通过的电流I=20A，若电动机正常运转时间t=1分钟．求：
（1）电流所做的功；
（2）电枢上产生的热量；
（3）电动机输出的机械能．

Answer 1

分析：电动机为非纯电阻，电动机在工作时，把电能转化成机械能的同时，还有一部分电能转化成了热能，并且线圈与电动机串联．
（1）已知通过电动机的电流、电动机两端的电压和时间，可利用公式W=UIt计算电动机消耗的电能．
（2）已知电动机线圈的电阻、通过线圈的电流和时间，可利用公式Q=I²Rt计算线圈产生的热量．
（3）已知电动机消耗的电能和线圈产生的热量，便可以计算出电动机做的机械功．

解答：解：（1）电流所做的功为：
W=UIt=110×20×60 J=1.32×10⁵ J
（2）电枢上产生的热量为：
Q=I²Rt=20²×0.5×60 J=1.2×10⁴ J
（3）根据能量守恒定律，电动机输出的机械能：
E=W-Q=1.32×10⁵ J-1.2×10⁴J=1.2×10⁵ J．
答：（1）电流所做的功为1.32×10⁵ J；
（2）电枢上产生的热量为1.2×10⁴ J；
（3）电动机输出的机械能为1.2×10⁵ J．

点评：此题涉及的知识点较多，电功的计算，热量的计算，需要注意的是，对于非纯电阻，电动机消耗的电能并不全部转化为机械能，在选择公式的时候应注意．